WO2014185688A1 - Ｎｆｃ 안테나 모듈 및 이를 구비하는 휴대 단말 - Google Patents

Ｎｆｃ 안테나 모듈 및 이를 구비하는 휴대 단말 Download PDF

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WO2014185688A1
WO2014185688A1 PCT/KR2014/004269 KR2014004269W WO2014185688A1 WO 2014185688 A1 WO2014185688 A1 WO 2014185688A1 KR 2014004269 W KR2014004269 W KR 2014004269W WO 2014185688 A1 WO2014185688 A1 WO 2014185688A1
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WO
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pattern
sheet
radiation
radiation pattern
antenna module
Prior art date
Application number
PCT/KR2014/004269
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English (en)
French (fr)
Inventor
이치호
백형일
김범진
노진원
고경문
박종호
Original Assignee
주식회사 아모텍
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H01Q7/06—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop with core of ferromagnetic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
    • H04B5/24—Inductive coupling
    • H04B5/26—Inductive coupling using coils
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/40—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by components specially adapted for near-field transmission
    • H04B5/48—Transceivers

Definitions

  • the present invention relates to an NFC antenna module, and more particularly, an NFC antenna module for communicating with an NFC antenna module embedded in another mobile terminal and a mobile terminal having the same. HAVING THE SAME).
  • the portable terminal is provided with a plurality of antennas for wireless communication, such as wireless internet and Bluetooth.
  • the portable terminal is equipped with a portable terminal antenna module (ie, NFC antenna module) used in the short-range communication method.
  • NFC antenna module used is a non-contact short-range wireless communication module using a frequency band of about 13.56 GHz as one of electronic tags (RFID) and transmits data between terminals at a close distance of about 10 cm.
  • RFID electronic tags
  • Portable terminals such as a tablet and a smart phone
  • functions such as information exchange, payment, ticket reservation, and search between terminals using short-range communication (ie, NFC). Accordingly, the demand for NFC antenna modules used in the near field communication method is increasing.
  • a differential antenna type NFC antenna module is mainly used.
  • the NFC antenna module of the differential antenna type a signal is received from an external terminal through a radiator pattern, and signal transmission is performed only at a signal line connected to one end of the radiator pattern. Accordingly, in the conventional NFC antenna module, since the reception strength of the received signal is weak, the reception performance in the reader mode is reduced, and the reader mode recognition distance is reduced.
  • the present invention has been proposed to solve the above-described problems, and to provide an NFC antenna module and a portable terminal having the same to mount a part of the radiation patterns formed on the two antenna sheets so as to overlap the antenna performance.
  • the purpose is to provide an NFC antenna module and a portable terminal having the same to mount a part of the radiation patterns formed on the two antenna sheets so as to overlap the antenna performance.
  • another object of the present invention is to provide an NFC antenna module and a portable terminal having the same by mounting the radiating sheet to overlap a part of the antenna sheet to maximize antenna performance.
  • the first antenna sheet having a first radiation pattern formed along the outer periphery of the first central portion; A second antenna sheet formed along the outer circumference of the second central part and having a second radiation pattern formed to overlap a portion of the first radiation pattern; And an electromagnetic shielding sheet laminated on the first antenna sheet and the second antenna sheet.
  • the lower pattern of the second radiation pattern may form an overlapping region with the lower pattern of the first radiation pattern.
  • It may further include a tuning element connected to both ends of the second radiation pattern.
  • the radiation sheet may further include a radiation sheet stacked on the first antenna sheet and the second antenna sheet and having a portion overlapping with the first radiation pattern and the second radiation pattern.
  • the radiation sheet may form an overlap region with the left pattern and the right pattern of the first radiation pattern, and form an overlap region with the left pattern, the right pattern, and the upper pattern of the second radiation pattern.
  • the radiation sheet includes: a first protrusion forming an overlapping region with a left pattern of the first radiation pattern and a right pattern of the second radiation pattern; A second protrusion forming an overlapping region with a right pattern of the first radiation pattern and a left pattern of the second radiation pattern; And a base portion forming an overlapping region with the upper pattern of the second radiation pattern.
  • one or more slots exposing a part of the upper pattern may be formed in an area overlapping the upper pattern of the second radiation pattern.
  • the radiation sheet includes: a first radiation sheet including a portion of the first projection portion and the base portion, forming a region overlapping with the left pattern of the first radiation pattern, and forming an overlap region with the right pattern and the upper pattern of the second radiation pattern; And a second radiation sheet including another portion of the second protrusion and the base portion, forming a region overlapping with the right pattern of the first radiation pattern, and forming a region overlapping with the left pattern and the upper pattern of the second radiation pattern. It may be.
  • the first radiation sheet and the second radiation sheet may be spaced apart from the region overlapping the upper pattern of the second radiation pattern, and the upper pattern of the second radiation pattern may be exposed to the outside through the spaced apart region.
  • the electromagnetic shielding sheet may include a ferrite sheet.
  • the NFC antenna module is mounted so that a part of the radiation patterns formed on the two antenna sheets overlap, there is an effect that the radiation generated in one radiation pattern is transferred to another radiation pattern to enlarge the radiation area. .
  • NFC antenna module has an effect that can maximize the antenna performance by expanding the radiation area by mounting two antenna sheets overlap.
  • the NFC antenna module overlaps the radiation patterns formed on the two antenna sheets and the radiation sheet made of a metal, so that radiation of the radiation patterns is made through the radiation sheet, thereby maximizing antenna performance.
  • the NFC antenna module has an effect of reducing the unit cost by reducing the area of the radiation sheet while maximizing the antenna performance by forming a slot in a portion of the radiation sheet overlapping the radiation pattern.
  • FIG. 1 is a view for explaining the NFC antenna module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining the first antenna sheet of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a view for explaining the first antenna sheet of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a view for explaining the second antenna sheet of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a view for explaining a modification of the NFC antenna module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining another modification of the NFC antenna module according to an embodiment of the present invention.
  • 6 to 8 are views for explaining the spinning sheet of FIG.
  • the NFC antenna module includes an electromagnetic shielding sheet 200, a first antenna sheet 300, and a second antenna sheet 400.
  • the NFC antenna module is illustrated as being mounted on the battery pack 100 of the mobile terminal in FIG. 1, it may be mounted on a rear housing (not shown).
  • the electromagnetic shielding sheet 200 is composed of a sheet of electromagnetic wave blocking material such as a ferrite sheet.
  • the electromagnetic shielding sheet 200 is mounted on one surface of the battery pack 100 for supplying driving power of the portable terminal.
  • the electromagnetic shielding sheet 200 may be mounted in a rear housing (not shown) of the portable terminal.
  • the electromagnetic shielding sheet 200 is formed to cover the entirety of one surface of the battery pack 100 or only a portion of one surface of the battery pack 100. Accordingly, the area of the electromagnetic shielding sheet 200 is formed to be equal to or less than the area of one surface of the battery pack 100.
  • the first antenna sheet 300 is laminated on one surface of the electromagnetic shielding sheet 200. That is, the antenna sheet is stacked on the other surface facing one surface of the electromagnetic shielding sheet 200 in contact with the battery pack 100.
  • the antenna sheet is formed of a flexible printed circuit board (FPCB), and a first radiation pattern 320 resonating in an NFC frequency band is formed on one surface of the flexible printed circuit board.
  • the first radiation pattern 320 is formed in a loop shape in which a wire is wound a plurality of times along the outer circumference of the first central portion 310, and both ends of the first radiation pattern 320 are fed to terminals of the portable terminal through terminals (not shown) formed in the antenna sheet. (Not shown).
  • first upper pattern 322 a portion where both ends of the wire forming the first radiation pattern 320 are connected to the terminals is defined as the first upper pattern 322, and a portion opposite to the first upper pattern 322 is defined as the first lower pattern. It is defined as 324.
  • the portion disposed on the left side of the straight line connecting the center of the first upper pattern 322 and the first lower pattern 324 is the first left pattern 326 and the portion disposed on the right side of the straight line the first right pattern 328. To be defined).
  • the first antenna sheet 300 is disposed on one side of one surface of the electromagnetic shielding sheet 200. That is, the antenna sheet is disposed in a form biased toward one side of one side of the upper side, the lower side, the left side, and the right side of the electromagnetic shielding sheet 200. At this time, the area of the antenna sheet is formed to be less than the area of the electromagnetic shielding sheet 200.
  • the second antenna sheet 400 is laminated on one surface of the electromagnetic shielding sheet 200. That is, the second antenna sheet 400 is stacked on the other surface of the second antenna sheet 400 which faces the surface of the electromagnetic shielding sheet 200 in contact with the battery pack 100.
  • the second antenna sheet 400 is formed of a flexible printed circuit board (FPCB), and a second radiation pattern 420 is formed on one surface of the flexible printed circuit board to resonate in the NFC frequency band.
  • the second radiation pattern 420 is formed in a loop shape in which a wire is wound a plurality of times along the outer circumference of the second central portion 410, and both ends thereof are formed through terminals (not shown) formed in the second antenna sheet 400.
  • the second upper pattern 422 defines a portion at which both ends of the wire forming the second radiation pattern 420 are connected to the terminals, and a portion opposite to the second upper pattern 422 is defined as the second lower pattern. It is defined as (424).
  • the second left pattern 426 and the part disposed on the right side of the straight line connecting the center of the second upper pattern 422 and the second lower pattern 424 to the second right pattern 428 To be defined).
  • the second antenna sheet 400 is disposed on the other side of one surface of the electromagnetic shielding sheet 200. That is, the second antenna sheet 400 is disposed on the same surface as one surface on which the first antenna sheet 300 is disposed, and is biased to the other side facing the one side on which the first antenna sheet 300 is disposed. Is placed. Accordingly, a portion of the second radiation pattern 420 of the second antenna sheet 400 forms an overlapping region with a portion of the first radiation pattern 320 of the first antenna sheet 300.
  • the second lower pattern 424 of the second radiation pattern is stacked on the first lower pattern 324 of the first radiation pattern 320 to form an overlapping region, and the first radiation pattern 320 and the first The two radiation patterns 420 are spaced apart from each other by a base plate of a flexible printed circuit board (FPCB) constituting the second antenna sheet 400 or a separate resin layer.
  • FPCB flexible printed circuit board
  • the NFC antenna module may further include a tuning element 500 for tuning antenna characteristics.
  • the tuning element 500 is composed of a capacitor.
  • the tuning element 500 is connected in parallel to both ends of the second radiation pattern 420 formed in the second antenna sheet 400 or in parallel at both ends of the first radiation pattern 320 formed in the first antenna sheet 300. Leads to.
  • the tuning element 500 may include a plurality of capacitors, and may be connected in parallel to both ends of the second radiation pattern 420 and both ends of the first radiation pattern 320. At this time, the tuning element 500 has an effect of fine tuning the antenna characteristics by changing the capacitance of the capacitor.
  • FIG. 5 is a view for explaining another modified example of the NFC antenna module according to an embodiment of the present invention.
  • 6 to 8 are views for explaining the spinning sheet of FIG.
  • the NFC antenna module may further include a radiation sheet 600.
  • the radiation sheet 600 is formed of a metal material and is laminated on one surface of the first antenna sheet 300 and the second antenna sheet 400.
  • the radiation sheet 600 is stacked on the first antenna sheet 300 and the second antenna sheet 400 to form an overlap region, and acts as an auxiliary radiator of the first radiation pattern 320 and the second radiation pattern 420. do.
  • the radiation sheet 600 is in contact with the first radiation pattern 320 and the second radiation pattern 420 in the overlapping region to operate as an auxiliary radiator, or the first radiation pattern 320 and the second radiation pattern 420 It may be spaced apart from the predetermined interval and act as an auxiliary radiator through the coupling effect. Through this, radiation of the first radiation pattern 320 and the second radiation pattern 420 is made through the radiation sheet 600 can maximize the antenna performance.
  • the radiation sheet 600 is formed with a recessed portion 620 in a rectangular shape on one side, the first central portion 310 and the second antenna sheet 400 of the first antenna sheet 300 Exposing the second central portion 410.
  • the radiation sheet 600 has a base portion 610 formed below the recess 310, a second protrusion 630 formed on the right side of the recess 620, and a base below the recess 620. Part 640 is formed.
  • the radiation sheet 600 is formed in a U shape, the base portion 610 forms an overlapping region with the upper pattern of the second radiation pattern 420, the first protrusion 630 is the first left pattern 326 ) And an overlap region with the second right pattern 428, and the second protrusion 640 forms an overlap region with a portion of the first right pattern 328 and the second left pattern 426. Accordingly, the radiation sheet 600 is operated as an auxiliary radiator of the radiation pattern to increase the radiation area, it is possible to maximize the antenna performance due to the increase in the radiation area.
  • the radiation sheet 600 may be formed with one or more slots 650 in the base portion 610. That is, the base part 610 is formed with a plurality of slots 650 in an area overlapping the second upper pattern 422. In this case, the plurality of slots 650 are formed to be spaced apart by a predetermined interval, and a portion of the second upper pattern 422 is exposed in the plurality of slots 650. Through this, it is possible to reduce the unit cost by reducing the area of the radiation sheet 600 while maintaining the antenna characteristics equivalent to the NFC antenna module to which the radiation sheet 600 shown in FIG.
  • the spinning sheet 600 may be composed of a first spinning sheet 660 and a second spinning sheet 670.
  • the first radiating sheet 660 is formed in a ' ⁇ ' shape including a part of the first protrusion 630 and the base 610.
  • the first radiation sheet 660 overlaps a part of the first left pattern 326 of the first radiation pattern 320 and the second left pattern 426 and the second upper pattern 422 of the second radiation pattern 420. Form an area.
  • the second radiating sheet 670 is formed in a ' ⁇ ' shape including the second protrusion 640 and the other part of the base part 610.
  • the second radiation sheet 670 overlaps a part of the first right pattern 328 of the first radiation pattern 320 and the second right pattern 428 and the second upper pattern 422 of the second radiation pattern 420. Form an area.
  • the first radiating sheet 660 and the second radiating sheet 670 are spaced apart from each other by a predetermined interval in an area overlapping the second upper pattern 422 to form a space 680, and is formed in the space 680. A portion of the second upper pattern 422 of the two radiation patterns 420 is exposed.
  • the radiation sheet 600 operates as an auxiliary radiator of the first radiation pattern 320 and the second radiation pattern 420 to increase the radiation area, thereby maximizing the antenna performance due to the increase in the radiation area. have.
  • the NFC antenna module is mounted so that a part of the radiation patterns formed on the two antenna sheets overlap, so that radiation generated in one radiation pattern is transferred to another radiation pattern to enlarge the radiation area. .
  • NFC antenna module has an effect that can maximize the antenna performance by expanding the radiation area by mounting two antenna sheets overlap.
  • the NFC antenna module overlaps the radiation patterns formed on the two antenna sheets and the radiation sheet made of a metal, so that radiation of the radiation patterns is made through the radiation sheet, thereby maximizing antenna performance.
  • the NFC antenna module has an effect of reducing the unit cost by reducing the area of the radiation sheet while maximizing the antenna performance by forming a slot in a portion of the radiation sheet overlapping the radiation pattern.

Landscapes

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Abstract

방사 시트를 안테나 시트의 일부와 중첩되도록 실장하여 안테나 성능을 최대화하도록 한 NFC 안테나 모듈 및 이를 구비하는 휴대 단말이 제시된다. 제시된 NFC 안테나 모듈은 제1중앙부를 외주를 따라 형성된 제1방사 패턴을 구비한 제1안테나 시트; 제2중앙부를 외주를 따라 형성되되, 제1방사 패턴과 일부가 중첩되도록 형성된 제2방사 패턴을 구비한 제2안테나 시트; 및 제1안테나 시트 및 제2안테나 시트에 적층되는 전자파 차폐 시트를 포함한다.

Description

ＮＦＣ 안테나 모듈 및 이를 구비하는 휴대 단말
본 발명은 NFC 안테나 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휴대 단말에 내장되어 다른 휴대 단말에 내장된 NFC 안테나 모듈과 통신을 수행하는 NFC 안테나 모듈 및 이를 구비하는 휴대 단말(NFC ANTENNA MODULE AND PORTABLE TERMINAL DEVICE HAVING THE SAME)에 대한 것이다.
본 발명은 2013년 5월 13일 출원된 한국특허출원 제10-2013-0053678호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
기술의 발전과 함께 휴대폰, 피디에이(PDA), 피엠피(PMP), 내비게이션, 랩톱 등과 같은 휴대 단말들은 통화, 동영상/음악 재생, 길안내 등과 같은 기본 기능 이외에도 디엠비, 무선 인터넷, 기기 간의 근거리 통신 등의 기능을 추가로 제공하고 있다. 그에 따라, 휴대 단말은 무선 인터넷, 블루투스 등과 같이 무선통신을 위한 복수의 안테나를 구비한다.
이외에도, 최근에는 근거리 통신(즉, NFC)을 이용하여 단말 간의 정보 교환, 결제, 티켓 예매, 검색 등의 기능을 휴대 단말에 적용하는 추세에 있다. 이를 위해, 휴대 단말에는 근거리 통신 방식에 사용되는 휴대 단말용 안테나 모듈(즉, NFC 안테나 모듈)이 장착되고 있다. 이때, 사용되는 NFC 안테나 모듈은 전자태그(RFID)의 하나로 대략 13.56㎐ 정도의 주파수 대역을 사용하는 비접촉식 근거리 무선통신 모듈로 10cm 정도의 가까운 거리에서 단말 간 데이터를 전송한다. NFC는 결제뿐만 아니라 슈퍼마켓이나 일반 상점에서 물품 정보나 방문객을 위한 여행 정보 전송, 교통, 출입통제 잠금장치 등에 광범위하게 활용된다.
최근에는 타블렛, 스마트폰 등의 휴대용 단말의 시장이 급속이 확대되고 있다. 휴대용 단말은 근거리 통신(즉, NFC)을 이용하여 단말 간의 정보 교환, 결제, 티켓 예매, 검색 등의 기능을 포함하는 추세에 있다. 그에 따라, 근거리 통신 방식에 사용되는 NFC 안테나 모듈의 수요가 증가하고 있다.
휴대용 단말에는 차등 안테나 타입(differential antenna type)의 NFC 안테나 모듈이 주로 사용된다. 차등 안테나 타입의 NFC 안테나 모듈에서는 방사체 패턴을 통해 외부의 단말로부터 신호를 수신하고, 방사체 패턴의 일측 종단부에 연결된 신호라인에서만 신호전달이 이루어진다. 그에 따라, 종래의 NFC 안테나 모듈의 경우 수신되는 신호의 수신 세기가 약하기 때문에 리더 모드에서의 수신 성능이 저하되고, 리더모드 인식거리가 감소하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 두 개의 안테나 시트에 형성된 방사 패턴들의 일부가 중첩되도록 실장하여 안테나 성능을 최대화하도록 한 NFC 안테나 모듈 및 이를 구비하는 휴대 단말을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 방사 시트를 안테나 시트의 일부와 중첩되도록 실장하여 안테나 성능을 최대화하도록 한 NFC 안테나 모듈 및 이를 구비하는 휴대 단말을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 NFC 안테나 모듈은, 제1중앙부를 외주를 따라 형성된 제1방사 패턴을 구비한 제1안테나 시트; 제2중앙부를 외주를 따라 형성되되, 제1방사 패턴과 일부가 중첩되도록 형성된 제2방사 패턴을 구비한 제2안테나 시트; 및 제1안테나 시트 및 제2안테나 시트에 적층되는 전자파 차폐 시트를 포함한다. 이때, 제2방사 패턴의 하부 패턴은 제1방사 패턴의 하부 패턴과 중첩 영역을 형성할 수 있다.
제2방사 패턴의 양단에 연결되는 튜닝 소자를 더 포함할 수 있다.
상기 제1안테나 시트 및 제2안테나 시트에 적층되고, 상기 제1방사 패턴 및 제2방사 패턴과 중첩되는 부분을 가지는 방사 시트를 더 포함할 수 있다. 이때, 방사 시트는, 제1방사 패턴의 좌측 패턴 및 우측 패턴과 중첩 영역을 형성하고, 제2방사 패턴의 좌측 패턴, 우측 패턴 및 상부 패턴과 중첩 영역을 형성할 수 있다.
방사 시트는, 제1방사 패턴의 좌측 패턴 및 제2방사 패턴의 우측 패턴과 중첩 영역을 형성하는 제1돌출부; 제1방사 패턴의 우측 패턴 및 제2방사의 좌측 패턴과 중첩 영역을 형성하는 제2돌출부; 및 제2방사 패턴의 상부 패턴과 중첩 영역을 형성하는 베이스부를 포함할 수도 있다. 이때, 베이스부는, 제2방사 패턴의 상부 패턴과 중첩되는 영역에 상부 패턴의 일부를 노출시키는 하나 이상의 슬롯이 형성될 수도 있다.
방사 시트는, 제1돌출부 및 베이스부의 일부를 포함하고, 제1방사 패턴의 좌측 패턴과 중첩 영역을 형성하고, 제2방사 패턴의 우측 패턴 및 상부 패턴과 중첩 영역을 형성하는 제1방사 시트; 및 제2돌출부 및 베이스부의 다른 일부를 포함하고, 제1방사 패턴의 우측 패턴과 중첩 영역을 형성하고, 제2방사 패턴의 좌측 패턴 및 상부 패턴과 중첩 영역을 형성하는 제2방사 시트를 포함할 수도 있다. 이때, 제1방사 시트 및 제2방사 시트는 제2방사 패턴의 상부 패턴과 중첩되는 영역에서 이격되고, 이격된 영역을 통해 제2방사 패턴의 상부 패턴이 외부로 노출될 수 있다.
전자파 차폐 시트는 페라이트 시트를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, NFC 안테나 모듈은 두 개의 안테나 시트에 형성된 방사 패턴들의 일부가 중첩되도록 실장함으로써, 하나의 방사 패턴에서 발생하는 방사가 다른 방사 패턴으로 전이되어 방사 면적을 확대할 수 있는 효과가 있다.
또한, NFC 안테나 모듈은 두 개의 안테나 시트를 중첩 실장하여 방사 면적을 확대함으로써, 안테나 성능을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, NFC 안테나 모듈은 두 개의 안테나 시트에 형성된 방사 패턴들과 금속 재질의 방사 시트를 중첩 적층함으로써, 방사 패턴들의 방사가 방사 시트를 통해 이루어지게 되어 안테나 성능을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, NFC 안테나 모듈은 방사 패턴과 중첩되는 방사 시트의 일부 영역에 슬롯을 형성함으로써, 안테나 성능을 극대화하면서 방사 시트의 면적을 줄여 단가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 NFC 안테나 모듈을 설명하기 위한 도면.
도 2는 도 1의 제1안테나 시트를 설명하기 위한 도면.
도 3은 도 1의 제2안테나 시트를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 NFC 안테나 모듈의 변형예를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 NFC 안테나 모듈의 다른 변형예를 설명하기 위한 도면.
도 6 내지 도 8은 도 5의 방사 시트를 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 NFC 안테나 모듈을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 제1안테나 시트를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 1의 제2안테나 시트를 설명하기 위한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, NFC 안테나 모듈은 전자파 차폐 시트(200), 제1안테나 시트(300), 제2안테나 시트(400)를 포함하여 구성된다. 이때, 도 1에서는 NFC 안테나 모듈이 휴대 단말의 배터리팩(100)에 실장되는 것으로 도시하였으나, 후면 하우징(미도시)에 실장될 수 있다.
전자파 차폐 시트(200)는 페라이트 시트 등의 전자파 차단 재질의 시트로 구성된다. 전자파 차폐 시트(200)는 휴대 단말의 구동 전원을 공급하는 배터리팩(100)의 일면에 실장된다. 물론, 전자파 차폐 시트(200)는 휴대 단말의 후면 하우징(미도시)에 실장될 수도 있다.
전자파 차폐 시트(200)는 배터리팩(100)의 일면 전체를 덮거나, 일면의 일부만을 덮도록 형성된다. 그에 따라, 전자파 차폐 시트(200)의 면적은 배터리팩(100) 일면의 면적 이하로 형성된다.
제1안테나 시트(300)는 전자파 차폐 시트(200)의 일면에 적층된다. 즉, 안테나 시트는 배터리팩(100)과 접촉되는 전자파 차폐 시트(200)의 일면과 대향되는 다른 일면에 적층된다. 이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 안테나 시트는 연성회로기판(FPCB)으로 형성되며, 연성회로기판의 일면에 NFC 주파수 대역에 공진하는 제1방사 패턴(320)이 형성된다. 여기서, 제1방사 패턴(320)은 제1중앙부(310)의 외주를 따라 와이어가 복수 회 감긴 루프 형상으로 형성되고, 양단은 안테나 시트에 형성된 단자들(미도시)을 통해 휴대 단말의 급전단(미도시)과 연결된다. 여기서, 제1방사 패턴(320)을 형성하는 와이어의 양단이 단자들에 연결되는 부분을 제1상부 패턴(322)으로 정의하고, 제1상부 패턴(322)에 대향되는 부분을 제1하부 패턴(324)으로 정의한다. 제1상부 패턴(322)과 제1하부 패턴(324)의 중심을 연결한 직선의 좌측에 배치된 부분을 제1좌측 패턴(326), 직선의 우측에 배치된 부분을 제1우측 패턴(328)으로 정의한다.
제1안테나 시트(300)는 전자파 차폐 시트(200)의 일면 일측부에 배치된다. 즉, 안테나 시트는 전자파 차폐 시트(200)의 일면 상측, 하측, 좌측, 우측 중에 하나의 측부로 치우쳐진 형태로 배치된다. 이때, 안테나 시트의 면적은 전자파 차폐 시트(200)의 면적 이하로 형성된다.
제2안테나 시트(400)는 전자파 차폐 시트(200)의 일면에 적층된다. 즉, 제2안테나 시트(400)는 배터리팩(100)과 접촉되는 전자파 차폐 시트(200)의 일면과 대향되는 다른 일면에 적층된다. 이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2안테나 시트(400)는 연성회로기판(FPCB)으로 형성되며, 연성회로기판의 일면에 NFC 주파수 대역에 공진하는 제2방사 패턴(420)이 형성된다. 여기서, 제2방사 패턴(420)은 제2중앙부(410)의 외주를 따라 와이어가 복수 회 감긴 루프 형상으로 형성되고, 양단은 제2안테나 시트(400)에 형성된 단자들(미도시)을 통해 휴대 단말의 급전단(미도시)과 연결된다. 여기서, 제2방사 패턴(420)을 형성하는 와이어의 양단이 단자들에 연결되는 부분을 제2상부 패턴(422)으로 정의하고, 제2상부 패턴(422)에 대향되는 부분을 제2하부 패턴(424)으로 정의한다. 제2상부 패턴(422)과 제2하부 패턴(424)의 중심을 연결한 직선의 좌측에 배치된 부분을 제2좌측 패턴(426), 직선의 우측에 배치된 부분을 제2우측 패턴(428)으로 정의한다.
제2안테나 시트(400)는 전자파 차폐 시트(200)의 일면 타측부에 배치된다. 즉, 제2안테나 시트(400)는 제1안테나 시트(300)가 배치된 일면과 동일한 일면에 배치되고, 제1안테나 시트(300)가 배치된 일측부에 대향되는 타측부에 치우쳐진 형태로 배치된다. 그에 따라, 제2안테나 시트(400)의 제2방사 패턴(420) 일부는 제1안테나 시트(300)의 제1방사 패턴(320) 일부와 중첩 영역을 형성한다. 이때, 제1방사 패턴(320)의 제1하부 패턴(324)의 상부에 제2방사패턴의 제2하부 패턴(424)이 적층되어 중첩 영역을 형성하고, 제1방사 패턴(320)과 제2방사 패턴(420)은 제2안테나 시트(400)를 구성하는 연성회로기판(FPCB)의 베이스판 또는 별도의 수지층에 의해 소정간격 이격된다.
그에 따라, 제1방사 패턴(320)에서 방사가 이루어질 경우 커플링 효과에 의해 제2방사 패턴(420)으로 방사가 전이되어, 제1방사 패턴(320)과 제2방사 패턴(420)에서 동시에 방사가 이루어지게 됨으로써 안테나 성능을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 NFC 안테나 모듈의 변형예를 설명하기 위한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, NFC 안테나 모듈은 안테나 특성의 튜닝을 위한 튜닝 소자(500)를 더 포함하여 구성될 수도 있다. 튜닝 소자(500)는 커패시터(Capacitor)로 구성된다. 튜닝 소자(500)는 제2안테나 시트(400)에 형성된 제2방사 패턴(420)의 양단부에 병렬로 연결되거나, 제1안테나 시트(300)에 형성된 제1방사 패턴(320)의 양단부에 병렬로 연결된다. 물론, 튜닝 소자(500)는 복수의 커패시터로 구성되어, 제2방사 패턴(420)의 양단부와 제1방사 패턴(320)의 양단부에 각각 병렬로 연결될 수도 있다. 이때, 튜닝 소자(500)는 커패시터의 용량 변경을 통해 안테나 특성을 미세 튜닝할 수 있는 효과가 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 NFC 안테나 모듈의 다른 변형예를 설명하기 위한 도면이다. 도 6 내지 도 8은 도 5의 방사 시트를 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, NFC 안테나 모듈은 방사 시트(600)를 더 포함하여 구성될 수도 있다. 방사 시트(600)는 금속(Metal) 재질로 형성되어, 제1안테나 시트(300) 및 제2안테나 시트(400)의 일면에 적층된다. 방사 시트(600)는 제1안테나 시트(300) 및 제2안테나 시트(400)에 적층되어 중첩 영역을 형성하고, 제1방사 패턴(320) 및 제2방사 패턴(420)의 보조 방사체로 동작한다. 이때, 방사 시트(600)는 중첩 영역에서 제1방사 패턴(320) 및 제2방사 패턴(420)과 접촉되어 보조 방사체로 동작하거나, 제1방사 패턴(320) 및 제2방사 패턴(420)과 소정 간격 이격되어 커플링 효과를 통해 보조 방사체로 동작할 수 있다. 이를 통해, 제1방사 패턴(320) 및 제2방사 패턴(420)의 방사가 방사 시트(600)를 통해 이루어지게 되어 안테나 성능을 극대화할 수 있다.
이때, 도 6에 도시된 바와 같이, 방사 시트(600)는 일측에 직사각형 형상에 오목부(620)가 형성되어 제1안테나 시트(300)의 제1중앙부(310) 및 제2안테나 시트(400)의 제2중앙부(410)를 노출시킨다. 방사 시트(600)는 오목부(310)의 하측에 베이스부(610)가 형성되고, 오목부(620)의 우측에 제2돌출부(630)가 형성되고, 오목부(620)의 하측에 베이스부(640)가 형성된다. 이때, 방사 시트(600)는 U 형상으로 형성되며, 베이스부(610)는 제2방사 패턴(420)의 상부 패턴과 중첩 영역을 형성하고, 제1돌출부(630)는 제1좌측 패턴(326)의 일부와 제2우측 패턴(428)과 중첩 영역을 형성하고, 제2돌출부(640)는 제1우측 패턴(328)의 일부와 제2좌측 패턴(426)과 중첩 영역을 형성한다. 그에 따라, 방사 시트(600)는 방사 패턴의 보조 방사체로 동작하게 되어 방사 면적이 증가하게 되고, 방사 면적의 증가로 인해 안테나 성능을 극대화할 수 있다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 방사 시트(600)는 베이스부(610)에 하나 이상의 슬롯(650)이 형성될 수도 있다. 즉, 베이스부(610)는 제2상부 패턴(422)과 중첩되는 영역에 복수의 슬롯(650)이 형성된다. 이때, 복수의 슬롯(650)들은 소정간격 이격되어 형성되며, 복수의 슬롯(650)에서 제2상부 패턴(422)의 일부가 노출된다. 이를 통해, 도 6에 도시된 방사 시트(600)를 적용한 NFC 안테나 모듈과 동등한 안테나 특성을 유지하면서, 방사 시트(600)의 면적을 줄여 단가를 절감할 수 있다.
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 방사 시트(600)는 제1방사 시트(660) 및 제2방사 시트(670)로 구성될 수도 있다.
제1방사 시트(660)는 제1돌출부(630) 및 베이스부(610)의 일부를 포함하여 '└' 형상으로 형성된다. 제1방사 시트(660)는 제1방사 패턴(320)의 제1좌측 패턴(326) 일부 및 제2방사 패턴(420)의 제2좌측 패턴(426) 및 제2상부 패턴(422)과 중첩 영역을 형성한다.
제2방사 시트(670)는 제2돌출부(640) 및 베이스부(610)의 다른 일부를 포함하여 '┘' 형상으로 형성된다. 제2방사 시트(670)는 제1방사 패턴(320)의 제1우측 패턴(328) 일부 및 제2방사 패턴(420)의 제2우측 패턴(428) 및 제2상부 패턴(422)과 중첩 영역을 형성한다.
이때, 제1방사 시트(660) 및 제2방사 시트(670)는 제2상부 패턴(422)과 중첩되는 영역에서 소정 간격 이격되어 이격 공간(680)을 형성하고, 이격 공간(680)에서 제2방사 패턴(420)의 제2상부 패턴(422) 일부가 노출된다.
이를 통해, 방사 시트(600)는 제1방사 패턴(320) 및 제2방사 패턴(420)의 보조 방사체로 동작하게 되어 방사 면적이 증가하게 되고, 방사 면적의 증가로 인해 안테나 성능을 극대화할 수 있다.
상술한 바와 같이, NFC 안테나 모듈은 두 개의 안테나 시트에 형성된 방사 패턴들의 일부가 중첩되도록 실장함으로써, 하나의 방사 패턴에서 발생하는 방사가 다른 방사 패턴으로 전이되어 방사 면적을 확대할 수 있는 효과가 있다.
또한, NFC 안테나 모듈은 두 개의 안테나 시트를 중첩 실장하여 방사 면적을 확대함으로써, 안테나 성능을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, NFC 안테나 모듈은 두 개의 안테나 시트에 형성된 방사 패턴들과 금속 재질의 방사 시트를 중첩 적층함으로써, 방사 패턴들의 방사가 방사 시트를 통해 이루어지게 되어 안테나 성능을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, NFC 안테나 모듈은 방사 패턴과 중첩되는 방사 시트의 일부 영역에 슬롯을 형성함으로써, 안테나 성능을 극대화하면서 방사 시트의 면적을 줄여 단가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

Claims (12)

  1. 제1중앙부를 외주를 따라 형성된 제1방사 패턴을 구비한 제1안테나 시트;
    제2중앙부를 외주를 따라 형성되되, 상기 제1방사 패턴과 일부가 중첩되도록 형성된 제2방사 패턴을 구비한 제2안테나 시트; 및
    상기 제1안테나 시트 및 상기 제2안테나 시트에 적층되는 전자파 차폐 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC 안테나 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2방사 패턴의 하부 패턴은 상기 제1방사 패턴의 하부 패턴과 중첩 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 NFC 안테나 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2방사 패턴의 양단에 연결되는 튜닝 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC 안테나 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1안테나 시트 및 제2안테나 시트에 적층되고, 상기 제1방사 패턴 및 제2방사 패턴과 중첩되는 부분을 가지는 방사 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC 안테나 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 방사 시트는,
    상기 제1방사 패턴의 좌측 패턴 및 우측 패턴과 중첩 영역을 형성하고, 상기 제2방사 패턴의 좌측 패턴, 우측 패턴 및 상부 패턴과 중첩 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 NFC 안테나 모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 방사 시트는,
    상기 제1방사 패턴의 좌측 패턴 및 상기 제2방사 패턴의 우측 패턴과 중첩 영역을 형성하는 제1돌출부;
    상기 제1방사 패턴의 우측 패턴 및 상기 제2방사의 좌측 패턴과 중첩 영역을 형성하는 제2돌출부; 및
    상기 제2방사 패턴의 상부 패턴과 중첩 영역을 형성하는 베이스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC 안테나 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 베이스부는,
    상기 제2방사 패턴의 상부 패턴과 중첩되는 영역에 상기 상부 패턴의 일부를 노출시키는 하나 이상의 슬롯이 형성되는 것을 특징으로 하는 NFC 안테나 모듈.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 방사 시트는,
    상기 제1돌출부 및 상기 베이스부의 일부를 포함하고, 상기 제1방사 패턴의 좌측 패턴과 중첩 영역을 형성하고, 상기 제2방사 패턴의 우측 패턴 및 상부 패턴과 중첩 영역을 형성하는 제1방사 시트; 및
    상기 제2돌출부 및 상기 베이스부의 다른 일부를 포함하고, 상기 제1방사 패턴의 우측 패턴과 중첩 영역을 형성하고, 상기 제2방사 패턴의 좌측 패턴 및 상부 패턴과 중첩 영역을 형성하는 제2방사 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC 안테나 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1방사 시트 및 제2방사 시트는 상기 제2방사 패턴의 상부 패턴과 중첩되는 영역에서 이격되고, 이격된 영역을 통해 상기 제2방사 패턴의 상부 패턴이 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 NFC 안테나 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전자파 차폐 시트는 페라이트 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC 안테나 모듈.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 NFC 안테나 모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 NFC 안테나 모듈은 휴대 단말의 배터리 팩 또는 후면 하우징에 탑재된 것을 특징으로 하는 휴대 단말.
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